基于滤波器的机器人滑模控制
王海宁,张晓江
(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽省合肥市230009)
摘 要:变结构控制系统是一类特殊的非线性控制系统,滑模控制就是其中的一种控制策略。滑模控制对系统参数及扰动的变化反应迟钝,具有很强的鲁棒性,该控制方法特别适合机器人系统的控制。抖振是滑模变结构控制中不容回避的问题。文中采用了后滤波器用于消除对象输出的噪声干扰,从仿真结果看,有效削弱了单纯滑模变结构控制系统的抖振。
关键词:机器人;滤波器;滑动模态;变结构控制
中图分类号:TP242. 6
引 言
SMC(滑模变结构控制)是VSC(变结构控制)的
一种控制策略。这种控制策略与常规控制的根本区别
在于控制的不连续性,即一种使系统“结构”随时间变化的开关特性。该控制特性可以迫使系统在一定特性下沿规定的状态轨迹作小幅度、高频率的上下运动,即所谓的“滑动模态”或“滑模”运动。滑模控制对系统参数及扰动的变化反应迟钝,具有很强的鲁棒性。由
于机器人系统是典型的非线性系统,存在多种不可预见的外部干扰,所以机器人控制是近年来滑模变结构控制理论的主要应用环境之一。抖振是变结构控制系统中特有的问题,它是由变结构控制的本质上的不连续开关特性引起的。本文采用控制器后接低通滤波器抑制抖振的方法对控制信号的高频抖振进行滤波。
1 机器人动态方程
4 结束语
本文讨论了一种基于滤波器的滑模控制方案,其基本思想是利用滤波器对高频抖振进行滤波,从而减弱抖振。由仿真波形可以看到,通过采用后滤波器大大消除了控制信号的高频抖振。验证了该方案的有效性。
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